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DPANN群に属する共生アーキア培養株の確立と共生機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15153
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2023)
創価大学 (2021-2022)

研究代表者

酒井 博之  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 基礎科学特別研究員 (90845009)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードDPANN / Nanobdelltati / 共生微生物 / アーキア / 好熱好酸性菌 / 極限環境微生物 / 微生物間相互作用 / Sulfolobales / 酸性温泉 / 寄生 / 共生 / 好熱好酸性アーキア / 共生アーキア / 温泉微生物
研究開始時の研究の概要

本研究では、生物界最小クラスの細胞を持つ共生アーキアとして知られるDPANNアーキア培養株を可能な限り確立し、共生機構を解明することを目指す。酸性温泉試料を分離源として、1)メタゲノムDNA解析法を用いた生息域の探索、2)培養株の取得および公的菌株保存機関への寄託、3)宿主との共培養下におけるDPANNアーキアの生理性状解析および形態解析、4)全ゲノム解析、トランスクリプトーム解析およびプロテオーム解析を用いた共生機構の解明を実施する。

研究成果の概要

DPANN群は生理・生態・進化の観点から微生物生態学分野において最も注目されている系統群の1つであるが、培養株が限られており、生理生態はほとんど未知である。本研究では、DPANN群の生理生態を解明していくための研究基盤を構築する事を目的として、(i) DPANNアーキア培養株を確立し、(ii) 培養性状を詳細に明らかにし、(iii) 共生機構の解明を目指して研究を行った。その結果、9株のDPANNアーキアを培養することに成功し、そのうち1株(YN1株)について、詳細な培養性状・細胞形態・ゲノム性状を決定することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DPANN群は2013年に提唱されたアーキア多様性の約半分を占める巨大系統群であるが、これまで培養報告が10件しかなく生理生態はほとんど未知である。培養に依存しない手法を用いた多くの研究により、生理・生態・進化的な側面から様々な議論がなされているが、それらの多くは推測の域を出ないため、培養株を用いた実験的検証が望まれている。本研究は、わずか3年という研究期間で、9株もの新規DPANNアーキア培養株を確立した。本研究の学術的・社会的意義は、多くの培養株を確立したことで、今後、実験室内での検証が可能となり、最終的にはDPANN群の未知の生理生態を解明することへとつながる点にある。

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] IPB University/Muhammadiyah University of Jakarta(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Stygiolobus caldivivus sp. nov., a facultatively anaerobic hyperthermophilic archaeon isolated from the Unzen hot spring in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroyuki D.、Nakamura Koichi、Kurosawa Norio
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 72 号: 8 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005486

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insight into the symbiotic lifestyle of DPANN archaea revealed by cultivation and genome analyses2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroyuki D.、Nur Naswandi、Kato Shingo、Yuki Masahiro、Shimizu Michiru、Itoh Takashi、Ohkuma Moriya、Suwanto Antonius、Kurosawa Norio
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 3

    • DOI

      10.1073/pnas.2115449119

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 好気条件下で増殖する新規ナノアーキアの分離2022

    • 著者名/発表者名
      酒井博之、布浦拓郎、黒沢則夫
    • 学会等名
      第23回極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DPANNアーキアおよびその宿主・非宿主のグライコプロテオミクス2022

    • 著者名/発表者名
      中川聡, 島村繁, 酒井博之, 加藤真悟, 高松芳基, 澤山茂樹, 矢木宏和, 矢木真穂, 谷中冴子, 加藤晃一, 高井研
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Micrarchaeota門に属する新奇DPANN アーキアARM-1 株の生理生態2022

    • 著者名/発表者名
      酒井博之, Naswandi Nur, Antonius Suwanto, 加藤真悟, 雪真弘, 清水美智留, 伊藤隆, 大熊盛也, 黒沢則夫
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Insight into the symbiotic lifestyle of DPANN archaea revealed by cultivation and genome analyses2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sakai
    • 学会等名
      Insight into Thermophiles: Cultivation and Genome Analysis
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規好熱好酸性アーキアStygiolobus sp. KN-1株の多相分類学的解析 ―Stygiolobus属は偏性嫌気性ではない―2022

    • 著者名/発表者名
      酒井博之, 中村光一, 黒沢則夫
    • 学会等名
      酒井博之, 中村光一, 黒沢則夫
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sulfolobales目に属する新規好熱好酸アーキアHS-7株の多相分類学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      酒井博之, 面川博美, 加藤真悟, 伊藤隆, 大熊盛也, 黒沢則夫
    • 学会等名
      日本微生物資源学会第28回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sakai HD, Nur N, Kato S, Yuki M, Shimizu M, Itoh T, Ohkuma M, Suwanto A, Kurosawa N2022

    • 著者名/発表者名
      Laboratory cultivation provided insight into the symbiotic lifestyle of DPANN archaea
    • 学会等名
      12th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DPANN群に属する新規超好熱好酸性ナノアーキアYN1株の増殖特性およびゲノム解析2021

    • 著者名/発表者名
      酒井博之、布浦拓郎、黒沢則夫
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 集積培養による塩原温泉アーキア群集構造の変化2021

    • 著者名/発表者名
      酒井博之、加藤真悟、伊藤隆、大熊盛也、黒沢則夫
    • 学会等名
      日本Archaea研究会第33回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] DPANN群に属する難培養性アーキアの培養に成功

    • URL

      https://www.soka.ac.jp/news/2022/01/6800/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] DPANN群に属する難培養性アーキアの培養に成功 -寄生性アーキアの新しい生理生態を発見-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220117_2/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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